KR102217644B1 - Filter replacement apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
이하의 설명은 원자로 등의 시설에서 필터를 교체하는 필터 교체 장치에 관한 것이다.The following description relates to a filter replacement device for replacing a filter in a facility such as a nuclear reactor.
원자로 또는 핵 반응로는 핵분열 시 발생하는 열을 전력 생산에 이용하거나, 중성자와 방사선 같은 물질의 기본 입자들을 얻어 과학전인 연구 또는 기술개발에 활용하기 위해 만든 장치로, 핵분열을 지속적으로 유지하고 제어하는 장치이다. 원자로는 대부분 전기 에너지를 만드는데 사용되고, 선박을 위한 동력으로 사용하기도 한다.A nuclear reactor or nuclear reactor is a device that uses the heat generated during nuclear fission for power generation or obtains basic particles of substances such as neutrons and radiation and uses it for pre-scientific research or technology development.It is a device that continuously maintains and controls nuclear fission. Device. Nuclear reactors are mostly used to generate electrical energy and are also used as power for ships.
이러한, 원자로에는 다양한 원전 방사화 구조물이 구비된다. 여기서, 원전 방사화 구조물이란 운전이 종료된 원자로의 해체 시 발생하는 폐기 구조물 중 구조물에 중성자가 흡수됨으로써 방사화된, 즉, 방사능을 띄는 구조물을 의미한다.Such a nuclear reactor is provided with various nuclear power plant radiation structures. Here, the nuclear power plant radiation structure refers to a structure that is radiated by absorbing neutrons in the structure, that is, a structure that exhibits radioactivity, among discarded structures generated when a nuclear reactor is dismantled in operation.
한편, 방사화 구조물에는 다양한 필터가 구비된다. 예를 들어, 원자로 냉각재 필터, 밀봉 주입수 필터, 밀봉수 우회 필터, 붕산 필터, 사용후연료 저장조 정화 필터, 붕산정화 필터 등이 구비될 수 있다. 그런데 필터를 교체하기 위해서는 작업자가 방사화 구조물 및 폐필터에서 발생하는 방사능에 노출되면서 과다 피폭될 위험이 있다. 또한, 필터의 크기가 커서 필터 교체 작업 중에 작업자가 추락 등의 안전사고가 발생할 위험이 있다.Meanwhile, various filters are provided in the radiation-emitting structure. For example, a reactor coolant filter, a sealed injection water filter, a sealed water bypass filter, a boric acid filter, a spent fuel storage tank purification filter, a boric acid purification filter, and the like may be provided. However, in order to replace the filter, there is a risk of excessive exposure as a worker is exposed to radioactivity generated from radioactive structures and waste filters. In addition, due to the large size of the filter, there is a risk of a safety accident such as a fall of an operator during filter replacement work.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-described background technology is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure content of the present application, and is not necessarily known as a known technology disclosed to the general public before the present application.
실시예의 목적은 방사화 구조물에서 필터를 교체할 수 있는 필터 교체 장치를 제공하는 것이다.An object of the embodiment is to provide a filter replacement device capable of replacing a filter in a radioactive structure.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved in the embodiments are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
실시예들에 따른 필터 교체 장치에 대해 설명한다.A filter replacement device according to embodiments will be described.
필터 교체 장치는, 방사화 구조물을 포함하는 대상체에서 필터를 교체하기 위한 필터 교체 장치로서, 본체, 상기 본체 일측에 구비되고, 5자유도를 갖는 다관절 머니퓰레이터, 상기 머니퓰레이터의 단부에 탈착 가능하게 구비되어서 대상체에서 필터를 교체하기 위한 일체의 작업을 수행하기 위한 툴, 및 상기 툴에 탈착 가능하게 구비되는 소켓을 포함하여 구성된다.The filter replacement device is a filter replacement device for replacing a filter in an object including a radiation structure, a main body, an articulated manipulator having 5 degrees of freedom, provided on one side of the main body, and detachably provided at an end of the manipulator. It is configured to include a tool for performing an entire operation for replacing the filter in the object, and a socket detachably provided to the tool.
일 측에 따르면, 상기 머니퓰레이터는, 복수의 암 부재, 상기 복수의 암 부재들을 연결시키고 회전 가능하게 구비되는 복수의 가동부, 및 상기 복수의 암 부재 중 제1 암 부재의 단부에 구비되고, 상기 툴이 결합되는 툴 장착부를 포함하고, 상기 툴 장착부는 상기 제1 암 부재에 대해서 상기 툴이 회전 가능하도록 제1 가동부가 된다.According to one side, the manipulator is provided at an end of a first arm member among a plurality of arm members, a plurality of movable parts that connect and rotatably connect the plurality of arm members, and the tool The tool mounting portion is coupled, and the tool mounting portion becomes a first movable portion so that the tool is rotatable with respect to the first arm member.
일 측에 따르면, 상기 머니퓰레이터는, 상기 제1 암 부재에 구비되어서 상기 툴 장착부에 가해지는 힘과 토크를 감지하는 FT 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 머니퓰레이터는, 상기 제1 암 부재에 구비되어서 상기 툴의 정밀 구동을 위한 서보 모터를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 머니퓰레이터는, 상기 제1 암 부재와 상기 툴 장착부 사이에 구비되고, 상기 서보 모터의 토크를 증가시키기 위한 감속기를 더 포함할 수 있다.According to one side, the manipulator may further include an FT sensor provided on the first arm member to sense a force and torque applied to the tool mounting portion. In addition, the manipulator may further include a servo motor provided on the first arm member to precisely drive the tool. In addition, the manipulator may further include a reducer provided between the first arm member and the tool mounting portion, and configured to increase torque of the servo motor.
일 측에 따르면, 상기 머니퓰레이터는, 상기 제1 암 부재에 구비되고 상기 대상체에서 볼트의 위치를 검출하기 위한 이미지를 촬영하는 촬상부를 더 포함할 수 있다. 상기 머니퓰레이터의 동작을 원격지에서 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 촬상부에서 촬영된 이미지에서 대상체의 3D 좌표를 획득하고, 획득된 3D 좌표를 보정하는 캘리브레이션을 수행할 수 있다.According to one side, the manipulator may further include an imaging unit provided on the first arm member to capture an image for detecting the position of the bolt on the object. A controller for controlling an operation of the manipulator at a remote location, wherein the controller may obtain 3D coordinates of an object from an image captured by the imaging unit and perform calibration for correcting the acquired 3D coordinates.
일 측에 따르면, 상기 소켓은, 일단부에 상기 툴이 삽입 결합되는 툴 결합홈이 형성되고 타단부에 볼트가 삽입 결합되는 볼트 결합홈이 형성되는 소켓 바디, 및 상기 소켓 바디의 타단부에 일체로 형성되며, 상기 대상체에 구비되는 뚜껑 또는 필터에 결합되는 훅 형상을 갖는 고리부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고리부는 상기 소켓 바디의 일부가 절개되어 형성될 수 있다. 또는, 상기 고리부는 상기 소켓 바디에서 상기 볼트 결합홈이 형성된 부분의 외주면 일부가 절개되어서 형성될 수 있다.According to one side, the socket, a socket body in which a tool coupling groove into which the tool is inserted and coupled to one end is formed, a bolt coupling groove into which a bolt is inserted and coupled to the other end is formed, and the other end of the socket body It is formed of, and may include a ring portion having a hook shape coupled to the lid or filter provided on the object. For example, the ring portion may be formed by cutting a portion of the socket body. Alternatively, the ring portion may be formed by cutting a portion of an outer peripheral surface of a portion in which the bolt coupling groove is formed in the socket body.
일 측에 따르면, 상기 본체의 이동을 위한 복수의 이동부, 및 상기 본체가 설치되었을 때 위치를 고정시키는 고정부가 더 구비될 수 있다. 여기서, 상기 고정부는, 상기 본체에 대해서 인출 및 수납 가능하게 구비되어서, 상기 본체의 이동 시에는 상기 본체에 수납되고, 상기 본체가 작업 위치에 설치되었을 때는 상기 본체의 위치를 지면에 대해서 고정하도록 인출될 수 있다.According to one side, a plurality of moving parts for moving the main body and a fixing part for fixing a position when the main body is installed may be further provided. Here, the fixing part is provided to be retractable and retractable with respect to the main body, so that when the main body is moved, it is accommodated in the main body, and when the main body is installed in the working position, the main body is pulled out to fix the position of the main body to the ground. Can be.
실시예에 따르면, 방사화 구조물에서 필터 교체 장치가 투입되어 필터를 교체할 수 있고, 작업자는 방사화 구조물의 원격지에서 필터 교체 장치를 조작하므로, 작업자가 방사선에 노출되는 것을 최소화할 수 있다.According to the embodiment, since a filter replacement device is input in the radioactive structure to replace the filter, and the operator operates the filter replacement device at a remote location of the radioactive structure, exposure of the worker to radiation can be minimized.
실시예에 따른 필터 교체 장치의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the filter replacement apparatus according to the embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 일 실시예에 따른 필터 교체 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 필터 교체 장치에서 다관절 머니퓰레이터의 5 자유도를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 도 1의 필터 교체 장치에서 툴 장착부, 툴 및 소켓이 분해된 상태를 도시한 요부 분해 사시도이다.
도 4는 변형 실시예에 따른 툴을 예시한 사시도이다.
도 5a와 도 5b는 소켓을 예시한 사시도들이다.
도 6a와 도 6b는 일 실시예에 따른 필터 교체 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a와 도 7b는 일 실시예에 따른 필터 교체 장치가 볼트를 인식하는 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a와 도 8b는 일 실시예에 따른 필터 교체 장치에서 이동부와 고정부의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a와 도 9b는 일 실시예에 따른 슬링이 결합되는 예를 설명하기 위한 도면들이다.1 is a perspective view of a filter replacement device according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view illustrating five degrees of freedom of the articulated manipulator in the filter replacement device of FIG. 1.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a main part showing an exploded state of a tool mounting part, a tool, and a socket in the filter replacement device of FIG.
4 is a perspective view illustrating a tool according to a modified embodiment.
5A and 5B are perspective views illustrating a socket.
6A and 6B are views for explaining the operation of the filter replacement apparatus according to an exemplary embodiment.
7A and 7B are views for explaining an operation of recognizing a bolt by the filter replacement apparatus according to an exemplary embodiment.
8A and 8B are views for explaining operations of a moving part and a fixing part in the filter replacement apparatus according to an exemplary embodiment.
9A and 9B are diagrams for explaining an example in which a sling according to an embodiment is coupled.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the rights of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes to the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be interpreted as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the constituent elements of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It should be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same name in other embodiments. Unless otherwise stated, the description of one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapping range.
도 1 내지 도 9b를 참조하여 시설의 유지 보수 및 필터 교체를 위한 필터 교체 장치(100)에 대해서 설명한다.A
필터 교체 장치(100)는 원전을 포함하는 방사화 구조물(이하, '대상체'(10)(도 6a 및 도 6b 참조)라 함)에서 필터를 교체하고 시설의 유지 보수를 위한 장치이다. 필터 교체 장치(100)는 작업자 대신 대상체(10)에 투입되어서 대상체(10)로부터 필터(11)(도 6b 참조)를 분리, 교체 및 장착하는 등의 유지보수 작업을 수행하며, 이 때, 작업자는 대상체(10)로부터 원격지에서 원격 조종한다.The
여기서, 필터(11)는, 원자로 냉각재 필터, 밀봉 주입수 필터, 밀봉수 우회 필터, 붕산 필터, 사용후연료 저장조 정화 필터, 붕산정화 필터 등을 포함한다.Here, the
도면을 참조하면, 필터 교체 장치(100)는 본체(110)와, 5자유도를 갖는 다관절 머니퓰레이터(120)과, 대상체(10)에서 필터(11)를 대상체(10)에서 필터(11)를 교체하기 위한 일체의 작업을 수행하기 위한 툴(130) 및 소켓(140)을 포함하여 구성된다. 그리고 필터 교체 장치(100)는 구동을 위한 전원을 공급하는 전원 공급부(170)가 연결되고, 작동을 제어하는 제어부(160)가 구비된다.Referring to the drawings, the
본체(110)는 머니퓰레이터(120)를 지지하고 이동 가능하게 형성된다.The
도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 본체(110)에는 필터 교체 장치(100)를 이동시키기 위한 복수의 이동부(111)와, 필터 교체 장치(100)의 위치를 고정시키기 위한 고정부(112)가 설치된다.8A and 8B, the
이동부(111)는 본체(110) 하부에 복수개가 구비되는 바퀴이고, 작업자 또는 별도의 장치(예를 들어, 기중기, 크레인)에 의해서 필터 교체 장치(100)가 이동 가능하도록 한다.The moving
고정부(112)는 필터 교체 장치(100)가 정지한 상태에서는 본체(110)의 위치를 고정시키되, 필터 교체 장치(100)의 이동 시에는 이동을 방해하지 않도록 본체(110)에 대해서 상하로 신축되거나, 승하가 가능하게 형성되거나, 또는 인출 및 수납 가능하게 구비된다. 예를 들어, 도 8b에 도시한 바와 같이, 고정부(112)는 소정 길이의 로드 형태를 갖고, 본체(110)에 대해서 하부로 하강하여서 지면에 고정되거나, 상부로 상승하여서 지면과 이격될 수 있다. 고정부(112)의 승하강 또는 인출/수납을 위해서 고정부(112)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 고정부(112)에서 지면에 접촉되는 단부에는 필터 교체 장치(100)가 지면에 안정적으로 고정됨과 더불어 진동을 방지할 수 있도록 패드(112a)가 구비될 수 있다.The fixing
다만, 이는 일 예시에 불과한 것으로, 고정부(112)의 형태 및 인출/수납 동작을 위한 구성은 도면에 의해 한정되지 않고 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.However, this is only an example, and the shape of the fixing
또한, 도면에서는 이동부(111)와 고정부(112)가 본체(110) 둘레를 따라 4개 구비된 것을 예시하였으나, 이동부(111)와 고정부(112)의 수는 본체(110)의 형태와 크기에 따라 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.In addition, in the drawing, it is illustrated that four moving
본체(110)는, 머니퓰레이터(120)가 필터(11)를 교체하는 작업을 수행하는 동안 머니퓰레이터(120)에 가해지는 힘에 의해서 균형을 잃는 것을 방지할 수 있도록 일측에 카운터 웨이트(113)가 구비될 수 있다. 또한, 머니퓰레이터(120)의 구동을 위한 구동부(미도시)가 구비된다.The
여기서, 필터 교체 장치(100)는 머니퓰레이터(120)의 동작 중에 갑작스러운 무게중심 쏠림 현상으로 인해 필터 교체 장치(100)가 전복되는 것을 방지할 수 있도록 슬링(180)이 더 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 9a에 도시한 바와 같이, 슬링(180)은 본체(110)의 테두리를 따라 결합되어서 본체(110)를 상부에서 지지할 수 있다. 또는 도 7b9에 도시한 바와 같이, 슬링(180)은 본체(110)의 후방(즉, 머니퓰레이터(120)가 구비된 방향의 반대쪽)에 결합되어서 본체(110)를 후방에서 지지할 수 있다.Here, the
본 실시예들에 따르면, 슬링(180)을 구비함으로써, 필터 교체 장치(100)가 이동 중에 손상, 낙하 및 전복 등의 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.According to the present embodiments, by providing the
머니퓰레이터(120)는 복수의 암 부재(121, 123, 125)와, 각 암 부재(121, 123, 125) 사이를 연결함과 더불어 회전 가동시키는 복수의 가동부(210, 122, 124, 126, 128)를 포함하여 구성된다. 이하에서는, 머니퓰레이터(120)의 단부에서부터 제1 내지 제3 암 부재(121, 123, 125), 제1 내지 제5 가동부(210, 122, 124, 126, 128)라 한다.The
제1 암 부재(121)의 단부에는 툴(130)이 탈착 가능하게 장착되는 툴 장착부(210)가 구비된다. 여기서, 툴 장착부(210)는 장착된 툴(130)을 회전시키는 제1 가동부로서 역할을 하고, 도 2의 F1 방향을 따라 회전 가동한다.A
또한, 제2 내지 제4 가동부(122, 124, 126)는 각각 F2, F3, F4 방향을 따라 회전 가동한다.In addition, the second to fourth
제5 가동부(128)는 본체(110)에 대해서 머니퓰레이터(120)를 결합시킴과 더불어, 머니퓰레이터(120)를 F5 방향으로 회전 가동한다.The fifth
이와 같이 구성함으로써, 머니퓰레이터(120)는 F1 내지 F5 방향의 5 자유도를 갖는다. 또한, 제1 내지 제5 가동부(210, 122, 124, 126, 128)는 각 암 부재(121, 123, 125)가 회전된 상태의 위치를 유지할 수 있도록 브레이크 기능이 구비된다.By configuring in this way, the
머니퓰레이터(120)는 그 말단부인 툴 장착부(210)의 단부를 기준으로 툴 좌표계가 정의되고, 각 암 부재(121, 123, 125)는 상기와 같이 정의된 툴 좌표계의 각 축에 대해서 병렬로 이동하게 된다.The
제2 가동부(122)에는 툴(130)을 정밀 구동하기 위한 서보 모터(240)가 구비된다.The second
제2 가동부(122)와 제1 암 부재(121) 사이에는 툴 장착부(210)에 가해지는 힘과 토크를 감지하는 FT 센서(force-torque sensor)(230)가 구비된다.A force-
툴 장착부(210)와 제1 암 부재(121) 사이에는 서보 모터(240)의 토크를 증가시켜서 툴(130)에 전달하는 감속기(220)가 구비된다.A
툴(130)은 소정 길이를 갖는 툴 바디(131)와, 일단부에는 필터(11) 교체를 위한 소켓 결합부(133)가 형성되고, 타 단부에는 툴 장착부(210)에 결합되는 슬레이브(132)가 형성된다.The
여기서, 툴(130)은 도 1에 도시한 바와 같이, 소켓(140)이 결합되어서 대상체(10)의 볼트(14)를 풀거나 조이는 작업을 수행한다. 또는, 도 4에 도시한 바와 같이, 툴(310)은 뚜껑(12)의 홀(13a)에 걸거나 필터(11)에 걸 수 있도록 고리(313)가 형성된 형태를 가질 수 있다. 도 4는 변형 실시예에 따른 툴(310)의 사시도로서, 311은 툴 바디(311)이고, 312는 슬레이브(312), 313은 고리(313)이다.Here, the
여기서, 상술한 실시예와는 달리, 도 4에 도시한 툴(310)에 렌치 형상의 소켓(140)을 결합시키는 것도 가능하다. 예를 들어, 고리(313)가 형성된 주변에 소켓(140)이 결합 가능한 구조를 형성함으로써, 소켓(140)을 결합한 상태에서는 볼트(14)를 풀거나 조일 수 있고, 소켓(140)을 분리하면 고리(313)로 뚜껑(12)을 열고/닫거나, 필터(11)를 들 수 있다.Here, unlike the above-described embodiment, it is also possible to couple the wrench-shaped
소켓(140)은 툴(130)의 단부에 결합되며, 볼트(14)를 풀거나 조이는 렌치이다.The
소켓(140)은 소켓 바디(141)의 일단부에는 툴(130)에 삽입 결합되는 툴 결합홈(143)이 형성되고, 타단부에는 볼트(14)가 삽입 결합되는 볼트 결합홈(143)이 형성된다.The
한편, 소켓(410, 420)은 볼트 결합홈(413, 423)과 뚜껑(12)을 열고/닫거나, 필터(11)를 들기 위한 소정의 훅 형상을 갖는 고리부(414, 424)가 일체로 형성될 수 있다.On the other hand, the sockets (410, 420) are bolted grooves (413, 423) and the lid (12) to open / close, or to lift the filter (11) having a predetermined hook shape having a ring portion (414, 424) integrally Can be formed.
예를 들어, 도 5a에 도시한 바와 같이, 소켓(410)은 소켓 바디(411)의 중간이 절개되어서 고리부(414)가 형성될 수 있다. 도 5a에서 412는 툴 결합홈(412)이고, 413은 볼트 결합홈(413)이다.For example, as shown in FIG. 5A, the
또는, 도 5b에 도시한 바와 같이, 소켓(420)은 소켓 바디(421)에서 볼트 결합홈(423)이 형성된 타단부의 외주면 일부가 소정 형상으로 절개되어서 고리부(424)가 형성될 수 있다. 도 5b에서 422는 툴 결합홈(422)이다.Alternatively, as shown in FIG. 5B, a part of the outer peripheral surface of the other end of the
다만, 소켓(410, 420)의 형상은 도면에 의해 한정되지 않고, 렌치 역할을 위한 볼트 결합홈(413, 423)과 고리부(414, 424)가 일체로 형성된다면 실질적으로 다양한 형상을 가질 수 있다.However, the shape of the
머니퓰레이터(120)의 일측에는 툴(130)의 단부 위치 및 대상체(10)를 촬영하기 위한 촬상부(150)가 구비된다.One side of the
제어부(160)는 촬상부(150)에서 촬영되는 이미지를 통해서 툴(130)의 위치를 검출하고, 대상체(10)에서 볼트(14)의 위치를 검출하며, 원격지에서 작업자에게 영상을 제공하여 원격 조종이 가능하도록 한다.The
상세하게는, 우선, 도 7a에 도시한 바와 같이, 촬상부(150)는 대상체(10)의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지에서 외곽선만을 추출한 이미지를 획득한다.In detail, first, as shown in FIG. 7A, the
다음으로, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제어부(160)는 외곽선만을 추출한 이미지에서 볼트(14)의 외곽 이미지를 검출하여, 볼트(14)의 3D 좌표 정보를 획득한다. 여기서, 제어부(160)는 필요에 따라 획득된 3D 좌표를 보정하는 캘리브레이션을 수행할 수 있다.Next, as shown in FIG. 7B, the
다음으로, 제어부(160)는 볼트(14)의 위치 정보를 이용하여 툴(130)과 소켓(140)이 볼트(14)를 풀거나 조이도록 하고, 대상체(10)의 뚜껑(12)을 열고, 필터(11)를 교체한다.Next, the
이하에서는 필터 교체 장치(100)의 동작에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the
우선, 필터 교체 장치(100)를 대상체(10)에 위치시키고, 고정부(112)가 지면에 대해서 필터 교체 장치(100)를 지지한다.First, the
다음으로, 머니퓰레이터(120)를 구동하여 툴(130)과 소켓(140)이 대상체(10)의 상부에 위치하도록 한다.Next, the
다음으로, 촬상부(150)에서 촬상부(150)는 대상체(10)의 이미지를 획득하면, 제어부(160)에서 대상체(10)의 볼트(14)에 대한 3D 좌표를 산출한다.Next, when the
다음으로, 툴(130)을 조작하여 소켓(140)이 볼트(14)를 풀고, 뚜껑(12)의 슬롯(12a)을 따라 젖힌다.Next, by manipulating the
볼트(14)가 모두 젖혀지면 툴(130)이 뚜껑(12) 상부로 이동하여 뚜껑(12)에 형성된 홀더(13)의 홀(13a)에 걸어서 뚜껑(12)을 개방한다.When all of the
다음으로, 툴(130)이 필터(11) 상부로 이동하여 필터(11)의 고리(11a)에 걸어서 필터(11)를 들어 올려서 대상체(10)에서 제거한다.Next, the
다음으로, 툴(130)에 새 필터(11)를 걸어서, 대상체(10)에 삽입한 후, 뚜껑(12)을 닫고, 상술한 과정을 역순으로 수행함으로써, 볼트(14)를 조이고, 작업을 마무리한다.Next, by hanging the
본 실시예들에 따르면, 필터 교체 장치(100)가 필터 교체 작업을 수행하므로, 필터 교체 작업 중에 작업자가 방사선에 과다 피폭되는 것을 방지하고, 작업자의 작업 수행 중에 추락 위험 등의 안전 사고 발생을 방지할 수 있다. 또한, 필터 교체 장치(100)는 다양한 사이즈의 볼트를 적용할 수 있으므로 다양한 사이즈의 볼트를 체결 및 해체할 수 있고, 다양한 볼트(14)를 체결하기에 적절한 크기의 체결 토크를 제공할 수 있어서 볼트 체결 작업의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 필터 교체 장치(100)는 대상체(10)의 구조물들과의 사이의 간섭을 방지할 수 있다. 그리고 촬상부(150)를 통해서 획득된 이미지 또는 영상을 보면서 작업을 하므로, 필터 교체 작업 중에 필터 및 필터 하우징의 손상을 방지할 수 있다.According to the present embodiments, since the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, a person of ordinary skill in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments and claims and equivalents fall within the scope of the following claims.
10: 대상체
11: 필터
11a: 필터의 고리
12: 뚜껑
12a: 슬롯
13: 홀더
13a: 홀
14: 볼트
15: 볼트 지지부
100: 필터 교체 장치
110: 본체
111: 이동부
112: 고정부
113: 구동 제어부
120: 다관절 머니퓰레이터
121, 123, 125: 암 부재
122, 124, 126, 128: 가동부
127: 지지부
210: 툴 장착부
220: 감속기
230: FT 센서
240: 서보 모터
130, 310: 툴
131: 툴 바디
132: 슬레이브
133: 소켓 결합부
140, 410, 420: 소켓
411, 421: 소켓 바디
412, 422: 툴 결합홈
413, 423: 볼트 결합홈
414, 424: 고리부
150: 촬상부
160: 제어부
170: 전원 공급부
180: 슬링10: object
11: filter
11a: loop of filter
12: lid
12a: slot
13: holder
13a: hall
14: bolt
15: bolt support
100: filter replacement device
110: main body
111: moving part
112: fixing part
113: drive control unit
120: multi-joint manipulator
121, 123, 125: no cancer
122, 124, 126, 128: moving part
127: support
210: tool mounting portion
220: reducer
230: FT sensor
240: servo motor
130, 310: tools
131: tool body
132: slave
133: socket coupling portion
140, 410, 420: socket
411, 421: socket body
412, 422: tool coupling groove
413, 423: bolt coupling groove
414, 424: ring part
150: imaging unit
160: control unit
170: power supply
180: sling
Claims (12)
본체;
상기 본체 일측에 구비되고, 5자유도를 갖는 다관절 머니퓰레이터;
상기 머니퓰레이터의 단부에 탈착 가능하게 구비되어서 대상체에서 필터를 교체하기 위한 일체의 작업을 수행하기 위한 툴; 및
상기 툴에 탈착 가능하게 구비되는 소켓;
을 포함하고,
상기 소켓은,
일단부에 상기 툴이 삽입 결합되는 툴 결합홈이 형성되고 타단부에 볼트가 삽입 결합되는 볼트 결합홈이 형성되는 소켓 바디; 및
상기 소켓 바디의 타단부에 일체로 형성되며, 상기 대상체에 구비되는 뚜껑 또는 필터에 결합되는 훅 형상을 갖는 고리부;
를 포함하는 필터 교체 장치.
In the filter replacement device for replacing the filter in the object including the radioactive structure,
main body;
A multi-joint manipulator provided on one side of the main body and having 5 degrees of freedom;
A tool that is detachably provided at an end of the manipulator to perform an integral operation for replacing a filter in an object; And
A socket detachably provided on the tool;
Including,
The socket,
A socket body having a tool coupling groove in which the tool is inserted and coupled to one end and a bolt coupling groove in which the bolt is inserted and coupled to the other end; And
A ring portion integrally formed at the other end of the socket body and having a hook shape coupled to a lid or filter provided on the object;
Filter replacement device comprising a.
상기 머니퓰레이터는,
복수의 암 부재;
상기 복수의 암 부재들을 연결시키고 회전 가능하게 구비되는 복수의 가동부; 및
상기 복수의 암 부재 중 제1 암 부재의 단부에 구비되고, 상기 툴이 결합되는 툴 장착부;
를 포함하고,
상기 툴 장착부는 상기 제1 암 부재에 대해서 상기 툴이 회전 가능하도록 제1 가동부가 되는 필터 교체 장치.
The method of claim 1,
The manipulator,
A plurality of arm members;
A plurality of movable parts connected to the plurality of arm members and rotatably provided; And
A tool mounting portion provided at an end of the first arm member among the plurality of arm members and to which the tool is coupled;
Including,
The tool mounting portion is a filter replacement device that becomes a first movable portion so that the tool is rotatable with respect to the first arm member.
상기 머니퓰레이터는,
상기 제1 암 부재에 구비되어서 상기 툴 장착부에 가해지는 힘과 토크를 감지하는 FT 센서;
를 더 포함하는 필터 교체 장치.
The method of claim 2,
The manipulator,
An FT sensor provided on the first arm member to sense a force and torque applied to the tool mounting portion;
Filter replacement device further comprising a.
상기 머니퓰레이터는,
상기 제1 암 부재에 구비되어서 상기 툴의 정밀 구동을 위한 서보 모터;
를 더 포함하는 필터 교체 장치.
The method of claim 2,
The manipulator,
A servo motor provided on the first arm member for precise driving of the tool;
Filter replacement device further comprising a.
상기 머니퓰레이터는,
상기 제1 암 부재와 상기 툴 장착부 사이에 구비되고, 상기 서보 모터의 토크를 증가시키기 위한 감속기;
를 더 포함하는 필터 교체 장치.
The method of claim 4,
The manipulator,
A speed reducer provided between the first arm member and the tool mounting part and configured to increase torque of the servo motor;
Filter replacement device further comprising a.
상기 머니퓰레이터는,
상기 제1 암 부재에 구비되고 상기 대상체에서 볼트의 위치를 검출하기 위한 이미지를 촬영하는 촬상부;
를 더 포함하는 필터 교체 장치.
The method of claim 2,
The manipulator,
An imaging unit provided on the first arm member and taking an image for detecting the position of the bolt on the object;
Filter replacement device further comprising a.
상기 머니퓰레이터의 동작을 원격지에서 제어하는 제어부;
를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 촬상부에서 촬영된 이미지에서 대상체의 3D 좌표를 획득하고, 획득된 3D 좌표를 보정하는 캘리브레이션을 수행하는 필터 교체 장치.
The method of claim 6,
A control unit controlling an operation of the manipulator at a remote location;
Including more,
The control unit obtains 3D coordinates of the object from the image captured by the image pickup unit, and performs calibration for correcting the obtained 3D coordinates.
상기 고리부는 상기 소켓 바디의 일부가 절개되어 형성되는 필터 교체 장치.
The method of claim 1,
The filter replacement device is formed by cutting a portion of the socket body in the ring portion.
상기 고리부는 상기 소켓 바디에서 상기 볼트 결합홈이 형성된 부분의 외주면 일부가 절개되어서 형성되는 필터 교체 장치.
The method of claim 1,
The filter replacement device is formed by cutting a portion of the outer circumferential surface of the portion in which the bolt coupling groove is formed in the socket body.
상기 본체의 이동을 위한 복수의 이동부; 및
상기 본체가 설치되었을 때 위치를 고정시키는 고정부;
가 더 구비되는 필터 교체 장치.
The method of claim 1,
A plurality of moving parts for moving the main body; And
A fixing part that fixes a position when the main body is installed;
Filter replacement device is further provided.
상기 고정부는, 상기 본체에 대해서 인출 및 수납 가능하게 구비되어서,
상기 본체의 이동 시에는 상기 본체에 수납되고, 상기 본체가 작업 위치에 설치되었을 때는 상기 본체의 위치를 지면에 대해서 고정하도록 인출되는 필터 교체 장치.The method of claim 11,
The fixing part is provided so as to be able to be pulled out and accommodated with respect to the main body,
When the body is moved, it is accommodated in the body, and when the body is installed in a working position, the filter replacement device is pulled out to fix the position of the body to the ground.
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